基于CAN现场总线的鸡舍环境温度智能监测系统技术方案

本发明专利技术公开了基于CAN现场总线的鸡舍环境温度智能监测系统，其特征在于：所述温度智能监测系统由基于CAN现场总线的鸡舍环境参数采集与智能预测平台、鸡舍环境多点温度融合模型和鸡舍环境温度智能预测模型三部分组成；本发明专利技术不但有效解决了传统鸡舍环境温度监控系统由于设计不合理、设备落后、控制系统不完善等原因导致密闭式鸡舍内环境仍存在许多问题，而且有效解决了现有的鸡舍环境监测系统，没有根据鸡舍环境温度变化的非线性、大滞后和鸡舍面积大温度变化复杂等特点，对鸡舍环境的温度进行监测与预测，从而极大的影响鸡舍环境温度的调控问题。

Intelligent monitoring system of environmental temperature in Henhouse based on CAN Fieldbus

The invention discloses a CAN fieldbus intelligent temperature monitoring system based on the environment of chicken house, which is characterized in that the intelligent temperature monitoring system is composed of multi-point temperature CAN fieldbus henhouse environment parameter acquisition and intelligent prediction platform, fusion model and henhouse henhouse environment environmental temperature intelligent prediction model based on three components; the invention not only effectively solve the traditional house environmental temperature monitoring system due to unreasonable design, backward equipment, control system is not perfect in closed henhouse environment there are still many problems, and effectively solve the existing house environmental monitoring system, not according to the characteristics of complex nonlinear, henhouse ambient temperature changes lag and large henhouse temperature variations. Monitoring and prediction of henhouse environment temperature, which greatly influence the regulation of henhouse environment temperature Question.

【技术实现步骤摘要】
基于CAN现场总线的鸡舍环境温度智能监测系统
本专利技术涉及农业牲畜养殖自动化装备的
，具体涉及基于CAN现场总线的鸡舍环境温度智能监测系统。
技术介绍
鸡舍的温度是影响肉仔鸡生长发育的一个重要环境因素，温度的控制是否得当直接关系到肉仔鸡的生长。肉鸡饲养前期个体小，绒毛稀、体温调节能力差，对环境温度的变化十分敏感。只有为其创造一个适宜的温度环境，才能能获得较高的成活率、增重速度和饲料报酬。因此，在肉仔鸡的整个饲养期内都要注意对鸡舍温度的控制。对肉鸡和蛋鸡的生产过程来说，鸡舍的温度控制最为关键。在每年夏季高热天气情况下，当温度在27℃以上时就会使得鸡群产生不利的应激反应。热应激反应会对鸡群的新陈代谢产生影响，使得鸡的采食量降低，影响肉和蛋的转化。严重时会直接引起各种疾病，进而导致鸡群死亡。在影响产蛋鸡生产性能的诸多因素中，鸡舍环境温度最为突出。每年夏季高温天气，当鸡舍温度持续超过27℃时便会不同程度地产生热应激。热应激状态影响产蛋鸡的采食量和营养物质代谢等生理机能，进而影响产蛋鸡的健康及其生产性能，甚至导致发病或成批地死亡。如何有效地搞好鸡舍的降温工作，为产蛋鸡群创造适宜的生活环境，尽可能地减少或避免由于鸡舍温度过高造成的不必要损失，是夏季产蛋鸡生产取得较好经济效益的关键。因此，搞好鸡舍的降温工作能够保证产出，提高肉和蛋的产量，使家禽养殖持续稳定地创造经济效益。适宜温度不仅能使鸡群健康成长，而且提高经济效益，最大程度地发挥生产性能。温度低时会导致鸡群采食量增多，从而增加生产成本，也可能导致腹泻、诱发呼吸道疾病。不论哪一种情况，都可能严重影响鸡群的健康成长。温度过高时，会显著抑制鸡群的食欲，尤其当温度超过40℃时，会导致鸡的死亡。高温也会引起产蛋量的下降，软壳蛋增多，高温也会使得精液稀薄，精子数量变少且没有活力，进而影响受精率。高温也会直接影响饲料的保质期，降低经济效益。肉仔鸡在适宜温度环境中,能获得较高的成活率增重速度和饲料报酬。温度适宜时,雏鸡在室内散布均匀、活泼好动、羽毛光顺、紧贴体表,睡眠时较为安静,吃食时争先恐后。温度太低时,雏鸡就会出现低温表现,雏鸡拥挤于热源附近或某角落,羽毛蓬松,精神萎顿，发出连续不断的叫声。这样时间长了,容易引起雏鸡感冒或被压死。必须立即加温,并驱散挤堆雏鸡。温度过高时,雏鸡远离热源,展翅爬卧,张口喘气,争相喝水,饮水器内常常无水,绒毛却湿了。时间长了,会使雏鸡体质衰弱,生长受阻,甚至热死。温度过高时要逐渐降温,但要注意,骤然降温会引起感冒。随着我国蛋鸡养殖行业的快速发展及蛋鸡单栋饲养量的不断增加，我国的鸡舍类型由最初的开放式鸡舍基本转变为密闭式鸡舍，实现了鸡舍内环境的人为控制，摆脱了鸡生产对外界气候环境的依赖，鸡舍环境得到很大程度改善，为蛋鸡提供适宜的、相对稳定的生活生产环境。但是由于鸡舍设计不合理、设备落后、控制系统不完善等原因导致密闭式鸡舍内环境仍存在许多问题，而相对于春、夏、秋三季，冬季鸡舍环境问题更为突出。密闭式鸡舍在冬季存在温度低、湿度高、氨气浓度高等问题，并且温度、湿度和气流等温热环境因素是影响动物生理机能、生产性能和健康的关键因素。查凌雁等研究密闭式鸡舍冬季环境特征及其对产蛋率的影响，韩玉坤研制基于CAN总线在大型鸡舍温度测控系统，王进圣等研究鸡舍环境控制系统，王欢等研制基于无线传输的鸡舍环境远程监测系统，李丽华等设计蛋鸡个体生产性能参数监测装置，但是这些系统都没有根据鸡舍环境温度变化的非线性、大滞后和鸡舍面积大温度变化复杂等特点，对鸡舍环境的温度进行监测与预测，从而极大的影响鸡舍环境温度的调控。
技术实现思路
本专利技术提供了基于CAN现场总线的鸡舍环境温度智能监测系统，本专利技术不但有效解决了传统鸡舍环境由于设计不合理、设备落后、控制系统不完善等原因导致密闭式鸡舍内环境仍存在许多问题，而且有效解决了现有的鸡舍环境监测系统，没有根据鸡舍环境温度变化的非线性、大滞后和鸡舍面积大温度变化复杂等特点，对鸡舍环境的温度进行监测与预测，从而极大的影响鸡舍环境温度的调控问题。本专利技术通过以下技术方案实现：基于CAN现场总线的鸡舍环境温度智能监测系统，其特征在于：所述温度智能监测系统由基于CAN现场总线的鸡舍环境参数采集与智能预测平台、鸡舍环境多点温度融合模型和鸡舍环境温度智能预测模型三部分组成,基于CAN现场总线的鸡舍环境参数采集与智能预测平台实现对鸡舍环境因子参数进行监测、调节和监控，鸡舍环境多点温度融合模型基于鸡舍环境多点温度传感器的区间数值的相似度矩阵与灰色关联度矩阵求得的相似度融合权重、灰色关联度融合权重和均方根组合权重实现对鸡舍环境多点检测点的温度值进行精确融合，鸡舍环境温度智能预测模型包括递归模糊神经网络模型(HRFNN)、自回归积分滑动平均模型(ARIMA)和小波神经网络模型和粒子群算法(PSO)优化小波神经网络模型组成实现对鸡舍环境温度智能预测。本专利技术进一步技术改进方案是：所述基于CAN现场总线的鸡舍环境参数采集与智能预测平台由检测节点、控制节点和现场监控端组成，它们通过CAN现场总线构建成鸡舍环境参数采集与智能预测平台。检测节点分别由传感器组模块、单片机和通信模块组成，传感器组模块负责检测鸡舍环境的温度、湿度、风速和有害气体等鸡舍小气候环境参数，由单片机控制采样间隔并通过通信模块发送给现场监控端；控制节点实现对鸡舍环境参数的调节设备进行控制；现场监控端由一台工业控制计算机和RS232/CAN通信模块组成，实现对检测节点检测鸡舍环境参数进行管理和对鸡舍环境多点温度进行融合与智能预测。基于CAN现场总线的鸡舍环境参数采集与智能预测平台见图1所示。本专利技术进一步技术改进方案是：通过把鸡舍环境各个时段检测点温度传感器值转化为区间糊数，定义区间数的相似度和灰色关联度，构建相似度矩阵和灰色关联度矩阵，求得鸡舍环境各个检测点温度传感器值的相似度融合权重和灰色关联度融合权重，基于信息熵原理和两种融合权重求得鸡舍环境多点温度传感器值融合的组合权重，鸡舍环境各个检测点温度传感器值与各自温度传感器值融合的组合权重积的相加和为鸡舍环境多个检测点温度融合模型的值，该组合权重既考虑了不同检测点温度传感器的区间数值之间相似度，也考虑了不同检测点温度传感器的区间数值之间的关联度，提高了鸡舍环境多点温度传感器值融合精度。具体方法见图2上半部分。本专利技术进一步技术改进方案是：针对鸡舍环境温度的非线性、大滞后和变化复杂较难预测的难题，提出了基于递归模糊神经网络模型、自回归积分滑动平均模型(ARIMA)和小波神经网络模型三种方法建立单项预测鸡舍环境温度的子模型，应用粒子群优化算法小波神经网络组合模型作为最优非线性组合模型的逼近器，构建预测鸡舍环境温度的组合预测模型，一个时延段的鸡舍环境多点温度融合模型的输出作为三个单项子模型的输入，三个子模型预测值的输出作为组合模型的输入，实现对单项预测子模型结果的融合作为鸡舍环境温度的预测值，预测试验结果表明，该组合预测是选用多种方法对同一对象进行预测，它可以更大化地利用多种单一预测子模型信息，实现预测信息之间的互补，提高了组合预测模型的鲁棒性，通过组合模型对多个子模型预测结果进行融合，实现了多种预测方法的综合应用，相对单一的预测方法，该组合预测结果更科本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于CAN现场总线的鸡舍环境温度智能监测系统，其特征在于：所述温度智能监测系统由基于CAN现场总线的鸡舍环境参数采集与智能预测平台、鸡舍环境多点温度融合模型和鸡舍环境温度智能预测模型三部分组成, 基于CAN现场总线的鸡舍环境参数采集与智能预测平台实现对鸡舍环境因子参数进行监测、调节和监控，鸡舍环境多点温度融合模型基于鸡舍环境多点温度传感器的区间数值的相似度矩阵与灰色关联度矩阵求得的相似度融合权重、灰色关联度融合权重和均方根组合权重实现对鸡舍环境多点检测点的温度值进行精确融合，鸡舍环境温度智能预测模型包括递归模糊神经网络模型（HRFNN）、自回归积分滑动平均模型（ARIMA）和小波神经网络模型和粒子群算法（PSO）优化小波神经网络模型组成实现对鸡舍环境温度智能预测。

【技术特征摘要】
1.基于CAN现场总线的鸡舍环境温度智能监测系统，其特征在于：所述温度智能监测系统由基于CAN现场总线的鸡舍环境参数采集与智能预测平台、鸡舍环境多点温度融合模型和鸡舍环境温度智能预测模型三部分组成,基于CAN现场总线的鸡舍环境参数采集与智能预测平台实现对鸡舍环境因子参数进行监测、调节和监控，鸡舍环境多点温度融合模型基于鸡舍环境多点温度传感器的区间数值的相似度矩阵与灰色关联度矩阵求得的相似度融合权重、灰色关联度融合权重和均方根组合权重实现对鸡舍环境多点检测点的温度值进行精确融合，鸡舍环境温度智能预测模型包括递归模糊神经网络模型（HRFNN）、自回归积分滑动平均模型（ARIMA）和小波神经网络模型和粒子群算法（PSO）优化小波神经网络模型组成实现对鸡舍环境温度智能预测。2.根据权利要求1所述的基于CAN现场总线的鸡舍环境温度智能监测系统，其特征在于：所述基于CAN总线的鸡舍环境参数采集与智能预测平台由检测节点、控制节点和现场监控端组成，通过CAN现场总线实现它们之间的信息通信；检测节点负责检测鸡舍环境的温度、湿度、风速和有害气体的实际值，控制节点实现对鸡舍环境参数的调节设备进行控制；现场监控端实现对鸡舍环境参数进行管理和对鸡舍环境多点温度融合与预测鸡舍环境温度。3.根据权利要求1或2所述的基于CAN现场总线的鸡舍环境温度智能监测系统，其特征在于：所述鸡舍环境多点温度融合模型把鸡舍环境多个检测点温度传感器的温度值转化为区间数值，定义温度传感器的区间数值的相似度和灰色关联度，构建相似度矩阵和灰色关联度矩阵，鸡舍环境每个检测点温度传感器区间数的相似度占整个鸡舍环境温度传感器的温度传感器区间数相似度和的比为该检测点温度传感器值的相似度...

【专利技术属性】
技术研发人员：王业琴，刘方超，王媛媛，芮义兵，毛旭贤，许明往，
申请(专利权)人：淮阴工学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32